地下輸電工程結構設計論文
【摘要】隨著社會經濟的不斷發展，科學技術的水平的不斷提高，各項工程項目的建設數量也在不斷增加，其中地下輸電工程就是關系社會建設的重要工程，也是為社會生產、人們生活提供電力資源的保證。在社會經濟快速發展的背景下，對地下輸電工程的要求也越來越高，特別是的結構設計，越來越受重視。建筑信息模型技術，應用范圍越來越廣，從建筑工程領域已經逐漸擴展到地下輸電工程結構設計中，雖然應用上還處于摸索階段，已經起到了很大的作用。本文主要對建筑信息模型技術在地下輸電工程結構設計中的應用情況，進行探討。
近年來，建筑信息模型技術發展迅速，并且在工程設計方面得到了廣泛的應用，取得了很好的效果，特別是在建筑工程領域，其應用已經非常普遍，顯著提高了工程設計的質量和效率，而且有效的解決了各種設計問題，對降低工程成本，提高工程質量具有重要做作用。但是對于結構較為復雜，單體數量較多的工程項目來說，如：地下輸電工程，建筑信息模型技術的應用還不是很成熟，應用的范圍和實際效果還不是很明顯，主要是因為工程復雜，工程規模大，建筑信息模型技術的數據信息很可能出現錯誤，不好掌控，再加上建模時間長等問題突出。因此，在地下輸電工程這樣復雜的工程設計上應用建筑信息模型技術，還需要根據實際情況，不斷探索，采取有效的策略，提高建筑信息模型技術應用的水平，優化地下輸電工程的結構，提高工程的質量。
1、建筑信息模型技術簡述
建筑信息模型技術，也就是BIM技術，是以三維數字技術為基礎，集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型，實際上就是用三維數字對工程項目實體、設計和性能的'一種表達[1]。通過建立系統完整的信息模型，把項目工程的生命周期內，每個階段的各項數據、信息、資料進行連接，從而完整的來表述工程項目。并且該模型會隨著項目進展不斷的深化和改進，有利于工程項目項目設計設計的更加合理、科學，有利于提高解決實際問題的效率，從而更好地保證工程項目的質量。建筑信息模型技術，與傳統的技術相比較，具有一定的優勢和特點，如：信息完備性、信息關聯性、信息一致性、可視化、協調性、模擬性、優化性等，這也是建筑信息模型技術廣泛被應用的重要原因。
2、地下輸電工程結構設計的缺陷和不足分析
在以往的地下輸電工程結構設計中，主要采用傳統的設計方法，存在著一定的缺陷和不足[2]。地下輸電工程一般處于地下，工程項目的規模和空間跨度都很大，輸電系統中各個組成部分較為復雜，如，工作井的數量較大，地質環境差異大，排管的布置也具有一定的差異性，荷載也會隨時發生變化等。應用傳統設計方式，主要是先對地下輸電工程系統的具體功能進行分析，然后對地下輸電工程結構的外形和尺寸進行設計，再以設計圖紙為依據，利用結構設計軟件，進行建模計算，最后對施工圖紙進行設計。由于地下輸電工程處于發展之中，這種傳統的設計方式已經不能很不好的滿足工程發展的實際需要，在結構設計中也出現了一定的問題。（1）地下輸電工程中，工作井數量相對較多，而且每個工作井的實際功能和具體的邊界條件具有很大的差異性，在工作井的外形和具體尺寸設計上，就需要區別對待，分別設計，繪制的圖紙數量加大，設計工作量也很大，在對結構進行計算時，需要利用相關軟件建立多個模型，這樣，建模和繪圖的所占用的時間非常多，工作效率非常低。（2）修改工作量大，較為困難。在地下輸電工程結構設計中，如果相關某個數據發生變化，需要改動，那么模型計算和繪圖工作就要重新進行，工作量非常大，修改不方便。（3）設計管理困難，計算結果缺乏準確性。由于地下輸電工程結構設計圖紙和模型較多，而且具有一定的相似性，很容易發生數據混淆的情況，導致計算結果的準確性降低。
3、建筑信息模型技術在地下輸電工程結構設計中的應用分析
1.Revit與建筑信息模型技術結合建立參數化的工作井模型
在地下輸電工程結構設計中，應用Revit系列軟件，利用建筑信息模型技術建立起具有一定參數信息的工作井模型。成為一個系統的信息數據庫[3]。并且根據工程結構設的具體情況，根據工作井的具體涉及要求，進行修改，從而完成工作井模型設計。首先，工作井的設計內容主要是外形尺寸，每個工作井的區別都集中在接口的大小和位置上，除了長寬高等結合數據上的不同以外，還有一些其他方面的差異性，如：防水等級等，都是應用建筑信息模型技術需要的具體參數，通過修改幾何參數建立工作井的模型，再與非幾何參數結合，建立一個統一的數據庫。其次，要在Revit中建立建筑信息模型族庫，要應用結構選項卡下的構件，能夠掌握結構分析時的數據信息，結合實際需要，合理選擇具體的構件后，再把相應的材料、尺寸等具體的參數輸入到構件屬性的面板中，再把這些參數通過接口傳輸到Robot中。然后合理放置構件，根據具體的要求生成參數驅動模型。對于工作井來說，主要的構件就是梁板等，要在墻上開洞口，把排管連接好，選定合適的構件，對工作井的模型族庫進行準確組裝，然后在把所有類型的信息添加進去，生成工作井模型庫。
2.把輸電工程結構模型正確導入
Robot在工作井的建筑信息模型建立完成后，要進行檢查確認無誤后，應用相關接口，把模型的數據信息導入到Robot中，涉及到的主要信息參數有：計算后的結構材料，尺寸信息，荷載等。導入完成后，要在Robot中對模型進行及時更新。對于工作井的建筑信息模型中的各個信息，要保證Robot軟件能夠完全識別[4]。如果在檢查中，發現模型有不合適的地方或者不夠合理，要進行及時修改，在發送到Revit中，還要及時查看發送報告，確認信息數據在傳輸過程中沒有發生錯誤。
3.對輸電工程設計結構進行準確計算
在應用建筑信息模型技術對輸電工程結構進行設計時，需要對設計的結構進行計算，結果準確與否，直接關系著設計的質量[5]。Robot就是用來計算的軟件，主要是采用有限元算法，對模型的進行動態分析，彈塑性分析等，最后得出計算結果，并且應用表格等把結果的數據輸送出去。在實際計算中，只需把Revit中已經設置好的信息全部導入到Robot中，就可以直接對結構進行計算，無需模型修改等，計算效率非常高，而且結果準確。Robot在計算結構時，會提供多種形式的網格控制方法，不僅能夠計算出內力，還能夠針對不同的設計范圍和具體的參數進行結構的計算，如：混凝土結構的配筋等，都可以準確進行計算。在地下輸電工程結構設計中，主要是根據模型的實際情況，合理選擇網格尺寸和控制方法，結合所有的參數信息進行結構的計算，保證計算結果科學準確，從而提高地下輸電工程結構設計的規范性和準確性，有力的保證了工程的質量。
4、結論
綜上所述，在地下輸電工程結構設計中，應用建筑信息模型技術，是輸電工程發展的必然趨勢，也是科學技術進步的具體表現。通過采用合理的應用方法，打破傳統設計的弊端，減少了工作量，提高了設計的效率和質量，地下輸電工程的發展具有重要意義。
作者:胡能萍 汪欣 單位:江西省電力設計院
參考文獻
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